snark13
1b78dda125
- mdview2_status.c: вынести статус-бар/меню/спиннер из ядра - mdview2.c: убрать retry-цикл в alloc_set_storage (fail-fast вместо ложной устойчивости — при нехватке EMM под индекс контент тоже не влезет) - mdview2.h: дополнить экспортами статус-модуля - mdview2_md.c / mdview2_raw.c: зачистка после расщепления - mdview/mdview.c: переименовать scroll_* → md_scroll_* (симметрия) - docs/fast_ram.md, docs/turboc.txt: добавить справочные доки - examples/mdview2/README.MD, READMEBG.MD: обновить описание Co-Authored-By: Claude Sonnet 4.6 <noreply@anthropic.com>
196 lines
12 KiB
Markdown
196 lines
12 KiB
Markdown
# Fast RAM (Быстрое ОЗУ / «КЭШ-ОЗУ») на Sprinter
|
||
|
||
Сводка по результатам изучения документации платформы. Источники:
|
||
|
||
- `docs/converted/Architecture.txt` — официальное «Описание архитектуры» (раздел
|
||
«Распределение основной памяти»).
|
||
- `docs/converted/ARHITECT.txt` — ранняя редакция того же документа (про загрузку
|
||
конфигураций ППЛМ).
|
||
- `docs/converted/IvanMak.txt` / `docs/converted/Parinov.txt` / `docs/converted/Forum.txt`
|
||
и `docs/part2/forum.txt` — форумные ответы Дениса Паринова (Sprinter Team) и
|
||
руководство Ивана Мака (раздел «7 КЭШ-ОЗУ»).
|
||
- `docs/part2/accelerator_doc.txt` — ограничение акселератора.
|
||
- `docs/samples/sprinterIntLib.asm` — практический пример temporary-off / restore.
|
||
|
||
> **Терминология.** В документации одно и то же ОЗУ называется тремя именами:
|
||
> **Fast RAM**, **Быстрое ОЗУ** и **«КЭШ-ОЗУ»**. Это *не* кэш в формальном смысле
|
||
> (нет автоматического заполнения/вытеснения) — это отдельный массив статической
|
||
> памяти, в котором процессор работает на полной частоте **без тактов ожидания**.
|
||
> Имя «КЭШ» — историческое, по аналогии с кэшем на КР537РУ10 в Pentagon-128.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 1. Что это и зачем
|
||
|
||
* **Объём:** 64 КБ статической памяти (SRAM), отдельной от основного DRAM-SIMM
|
||
(4 МБ) и от видео-ОЗУ (256 КБ).
|
||
* **Скорость:** процессор обращается к Fast RAM на полной тактовой частоте
|
||
(21 МГц) **без wait-state'ов**. Основное ОЗУ (DRAM) требует тактов ожидания,
|
||
поэтому код и данные в Fast RAM исполняются/читаются заметно быстрее.
|
||
* **Назначение:** разместить «горячий» код или данные (внутренние циклы,
|
||
таблицы, буферы), которые критичны по скорости.
|
||
* **Системная роль:** Fast RAM также используется механизмом
|
||
переконфигурирования ППЛМ — именно в неё BIOS грузит данные новой
|
||
конфигурации и флаг `ACEX_30K_LOADING` (старое имя `FLEX_10K_LOADING`) перед
|
||
программным сбросом. Поэтому к Fast RAM нельзя относиться как к «своей» памяти,
|
||
которая всегда сохраняется (см. §5).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 2. Карта физических страниц
|
||
|
||
Память делится на 16 КБ-блоки с однобайтовым физическим номером:
|
||
|
||
| Тип памяти | Физические номера страниц |
|
||
|---------------|---------------------------|
|
||
| Основное ОЗУ | `#00..#4F`, видео-область `#50..#5F`, ... |
|
||
| ПЗУ (ROM) | `#E0..#EF` |
|
||
| **Fast RAM** | `#F0..#FF` |
|
||
|
||
> Хотя диапазон номеров Fast RAM — `#F0..#FF` (16 значений), **реально
|
||
> используются только биты 1 и 2** номера страницы. То есть адресуются 4
|
||
> страницы × 16 КБ = **64 КБ**: `#F0`, `#F2`, `#F4`, `#F6`.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 3. Как включать Fast RAM
|
||
|
||
Есть **два способа** подключить Fast RAM в адресное пространство Z80.
|
||
|
||
### Способ A. Pentagon-style через порт `#FB` / `#7B` (в окно 0)
|
||
|
||
Включается «как кэш в Pentagon»: подключает 16 КБ Fast RAM в **окно 0**
|
||
(`#0000..#3FFF`) вместо ПЗУ. Переключение — *побочный эффект чтения порта*
|
||
(значение в `A` после `IN` — мусор, важен сам факт обращения):
|
||
|
||
```asm
|
||
DI
|
||
IN A,(#FB) ; включить Fast-RAM — 16 КБ в окно 0 (#0000..#3FFF)
|
||
; ... ваш код / работа с Fast RAM ...
|
||
IN A,(#7B) ; выключить Fast-RAM (вернуть ПЗУ в окно 0)
|
||
EI
|
||
```
|
||
|
||
* `IN A,(#FB)` — **включить**.
|
||
* `IN A,(#7B)` — **выключить**.
|
||
|
||
> **Конфликт портов.** Порт `#FB` (и `#4F`) — это также порт COVOX/Blaster-а.
|
||
> Вывод (`OUT`) в `#FB` управляет звуком, а *чтение* (`IN`) — переключает
|
||
> Fast RAM. Не путать направления обращения.
|
||
|
||
### Способ B. Как ПЗУ — через PAGE0 (`#82`) + порт `#1FFD`
|
||
|
||
Fast RAM-страница (`#F0..#FF`) выбирается в PAGE0 и подключается на место ПЗУ
|
||
в окно 0 через спец-порт `#1FFD`:
|
||
|
||
```asm
|
||
; выбрать физическую страницу Fast RAM в PAGE0
|
||
LD A, #F0 ; номер страницы Fast RAM
|
||
OUT (#82), A ; PAGE0 = страница в окно 0
|
||
|
||
LD A,1 ; 1 → ОЗУ (выбранная страница) в #0000..#3FFF
|
||
LD BC,#1FFD
|
||
OUT (C),A
|
||
; ...
|
||
LD A,0 ; 0 → вернуть ПЗУ в #0000..#3FFF
|
||
LD BC,#1FFD
|
||
OUT (C),A
|
||
```
|
||
|
||
* Порты PAGE: `PAGE0=#82`, `PAGE1=#A2`, `PAGE2=#C2`, `PAGE3=#E2`.
|
||
**Чтение** порта PAGE возвращает текущий номер страницы.
|
||
* Эти адреса портов формально могут отличаться в других конфигурациях ППЛМ —
|
||
правильнее запрашивать их у BIOS и сверять (см. `docs/part2/bios_doc.txt`,
|
||
~строка 1033).
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 4. Преимущества
|
||
|
||
1. **Скорость без wait-state.** Главное и единственное предназначение — код и
|
||
данные исполняются на полной частоте 21 МГц без тактов ожидания, в отличие от
|
||
основного DRAM.
|
||
2. **Идеально для горячих участков.** Внутренние циклы, lookup-таблицы,
|
||
временные буферы рендера — то, к чему обращаются интенсивно и многократно.
|
||
3. **Отдельный массив.** Не отнимает страницы основного 4 МБ ОЗУ и не пересекается
|
||
с видео-областью.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 5. Ограничения и подводные камни ⚠️
|
||
|
||
Это **самая важная часть** — Fast RAM небезопасна в обращении и легко даёт
|
||
«молча не работает».
|
||
|
||
1. **Акселератор НЕ работает с Fast RAM.**
|
||
Акселератор поддерживает пересылку блоков только для основного ОЗУ и
|
||
видео-ОЗУ. Пересылку **ROM и FastRAM он не поддерживает**. То есть нельзя
|
||
использовать accel-Fill/Copy для заполнения или копирования в/из Fast RAM —
|
||
только обычные `LD`-циклы процессора.
|
||
|
||
2. **Содержимое не сохраняется между процессами.**
|
||
Fast RAM может быть использована другими программами. При запуске любого
|
||
процесса через DSS (а также самим механизмом переконфигурирования ППЛМ)
|
||
**содержимое Fast RAM может быть затёрто**. Нельзя рассчитывать на
|
||
персистентность данных между вызовами системы.
|
||
|
||
3. **Перед вызовами DSS и BIOS Fast RAM надо ОТКЛЮЧАТЬ.**
|
||
Системные функции рассчитывают на стандартную карту памяти (ПЗУ в окне 0).
|
||
Вызывать `RST 10h` (ESTEX/DSS) или `RST 8` (BIOS) при включённой Fast RAM в
|
||
окне 0 — нельзя.
|
||
|
||
4. **Прерывания.**
|
||
Fast RAM (способ A) подключается в окно 0, перекрывая ПЗУ и системный вектор.
|
||
Если используются прерывания, программа **обязана установить свой обработчик
|
||
по адресу `#0038`**. На практике работу с Fast RAM ведут с `DI`, а на время
|
||
ожидания кадра/`halt` Fast RAM временно выключают и восстанавливают (см. §6).
|
||
|
||
5. **Окно 0 занято под DSS.**
|
||
В нашем C-toolchain'е окно 0 (`#0000..#3FFF`) — это ESTEX/DSS система
|
||
(см. `release_docs/ru/platform_reference.md`). Подключение Fast RAM в окно 0
|
||
вытесняет именно её, что усиливает требование п.3.
|
||
|
||
6. **Конфликт `#FB` с COVOX.** См. §3, способ A.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 6. Канонический паттерн temporary-off / restore
|
||
|
||
Из реального резидента (`docs/samples/sprinterIntLib.asm`): перед `ei: halt`
|
||
(ожидание кадрового прерывания) Fast RAM временно выключается, после —
|
||
восстанавливается прежнее состояние:
|
||
|
||
```asm
|
||
_intWaitVsyncSys
|
||
call memCacheOffTemporary ; временно выключаем Fast RAM
|
||
ei
|
||
halt
|
||
jp memCacheRestoryState ; восстанавливаем прежнее состояние подключения
|
||
```
|
||
|
||
Идея паттерна: библиотека хранит флаг «было ли Fast RAM включено», умеет
|
||
безопасно его снять на время системных операций (прерывания, DSS/BIOS) и вернуть
|
||
обратно. При интеграции в C-toolchain эту логику следует обернуть так же:
|
||
сохранять состояние, отключать вокруг любого `RST`/`halt`, восстанавливать.
|
||
|
||
---
|
||
|
||
## 7. Выводы для нашего C-toolchain (SDCC + target-слой)
|
||
|
||
* **Из коробки сейчас не используется.** В `runtime/`, `lib/`, `libc/` обращений
|
||
к Fast RAM нет (порт `#FB`/`#7B` нигде не задействован под эту задачу).
|
||
* **Где могло бы пригодиться:** разместить «горячую» функцию или таблицу в
|
||
Fast RAM для ускорения. Но 64 КБ перекрывают окно 0, конфликтуют с DSS и не
|
||
переживают системные вызовы — это узкоспециализированный, ручной режим, не
|
||
кандидат на общий механизм линковки.
|
||
* **Реалистичный сценарий:** короткий самодостаточный inner-loop без вызовов
|
||
системы, с `DI`, со своим вектором `#0038`, скопированный в Fast RAM обычным
|
||
`LD`-циклом (не акселератором), исполняемый из окна 0, с гарантированным
|
||
восстановлением карты памяти перед любым `RST`.
|
||
* **Несовместимость с акселератором** означает, что для графики/блочных операций
|
||
Fast RAM бесполезна — там выигрывает accel по основному/видео-ОЗУ.
|
||
|
||
Если будем добавлять поддержку — делать это отдельным opt-in механизмом
|
||
(по аналогии с banked-режимами), с обязательной обёрткой off/restore вокруг всех
|
||
точек входа в систему.
|